水泵设计计算
旋涡泵的设计计算
一.经验系数设计法
1.给定设计参数
备注流量Q(m 3/h)=
0.9扬程H(m)=11汽蚀余量NPSH=介质温度(℃)
0-60重度=粘度=选择转速(rpm)
2770计算结果
叶轮直径d 50.64737496叶轮宽度b 6.322975302二.电机选择
计算比转数n s =26.46659819
η=
16.23%按XVm60的额定功率下的效率
n s =26.46时,
输出功率为P e (W)=ρgQH=
26.95输入功率P(W)=P e /η=166.0505237三.叶轮设计
1.最小轴径计算d≥A 0(P/n)1/3=
4.618158499取d=8
45#钢,A 0=118～107取A 0=1182.轮毂直径计算
d h =1.4*d=11.2
漩涡泵比转数的范围为n s =5～40,为了提高比转数,可设计多级漩涡泵
3.结构形式选择应考虑汽蚀性能,是否自吸和气液混输
4.叶轮直径D的计算
D(mm)=50.64737496取D(mm)为
50D对于闭式叶轮为外径,对于开式叶轮为流道重扬程系数ψ=4查图13-12
假设b=
6当a=0.5b时,D 2≈D+b=D--流道中重心直径
当a=0.76b时,D 2≈D+0.6b=
b--叶轮宽度即a=3
取c= 2.5
取h=8.25
6.流道断面积A计算
由漩涡泵的效率图η-Q和Δη-n s 图查得:
=4/365.3H Q
n =ψH n 6
.84
流道内液体平均速度υ和圆周速度有关,按下式计算υ(m/s)=K υ*u=K υ*(D πn/60)4.038106764u--叶轮外圆的圆周速度(闭式叶轮);流道重
心处的圆周速度(开式
叶轮)
K υ=
0.55K υ=0.5～0.6;开式叶
轮,K υ=0.55～0.65;流道面积A按下式计算
A(mm 2)=Q/(η
υ*υ)=82.5469342A--流道过流断面积(不包括叶轮占的面积)ηυ=0.75ηυ--容积效率,ηυ
=70%～80%
7.叶轮宽度b的计算
b按下式计算
b(mm)= 6.322975取b=6k--叶轮宽度系数,与流道断面形式有关,按表
13-1选取
k=0.330747546
闭式叶轮矩形流道K 0.475/(a/b+2*c/b*(a/b+h/b))1/2=0.330747546
8.流道水力尺寸的确定
通常要根据流道断面积和流道最佳尺寸比值来确定流道各水力尺寸.
(1)闭式叶轮开式流道水力尺寸
1)梯形流道(13-13a)
c≈0.5b=
h≈b=
R=0.5b=
2)矩形流道(图13-13b)
2.8453398.852165
3.635711
(2)开式叶轮闭式流道水力尺寸
1)半圆形(图13-13C)
C≈b=
h≈2b=
a=(0.5～0.7)b=
e=(0.3～0.5)b
2)矩形流道(图13-13d)
b/c=1.07
h=2c=
D2≈D+h
e/h按下表选择
根据上述各尺寸画流道断面,流道断面积应等于或略大于计算的面积A a=(0.35～0.8)b=
k(Q/(ηυ*K υ))1/2*(ψ/H)1/4=a=(0.25～0.35)b=
C=(0.4～0.5)b=
h=(1.1～1.7)b=
9.叶片数的选择
取z=36
10.叶片截面形状的选择
对于铣加工的闭式叶轮,通常为等厚度的径向叶片;对于铸造的开式叶轮,可采用梯形截面的叶片.
11.隔舌包角θ的确定(13-13e)
θ≥(2*360)/z=20取θ=16.5
12.叶轮端面空刀处密封尺寸y的确定(图13-13A～图13-13C)
取y=
5.25
13.间隙δ1和δ2的确定(13-13e)
通常δ1=0.1～0.25mm 取δ1=0.1大泵取大值
δ2=0.1～0.3mm 取δ1=0.1大泵取大值14.进出口管径d的确定
取υ(m/s)= 1.25
进出口管径d(mm)=15.96173769并且d≥b+2c 取d=20
15.最大扬程、最大功率和径向力计算
(1)最大扬程(功率)
在使用范围内最大扬程,最大功率和设计扬程(功率)的关系为
H max =(1.4～1.6)H=
16.5
Pmax=(1.2～1.6)P=
(2)叶轮径向力
R(MPa)=kbrp=20.37618858
取k= 1.2b--叶轮宽度隔舌的宽度最小要大于两个叶片的间距,以保证有效地隔开出口高压区和进口低压区.隔舌包角按下
式计算
泵管路的流速,通常为υ=1～1.5m/s,由此可确定管径,但对闭式叶轮梯形流道:d≥b+2c,对于式叶单侧流道d≥b+c
在流道内液体的压力自吸入口到压出口逐步增加.泵体隔舌将吸入口与压出口隔开,这段长度的压力
也可认为按直径变化,由图13-14可知,修用的流道周围的压力是不对称的,因而在叶轮上造成径向
力.径向力使轴产生挠度,有可能产生端面磨损等问题.径向力按下式计算
轴向间隙δ1是泵体和泵盖与叶轮之间的间隙,也叫端面间隙.径向间隙δ2是泵隔舌与叶轮外缘之间
的间隙,δ1和δ2对泵性能曲线的形状有很大影响.漩涡泵的容积损失主要是由这两个间隙引起.
叶片数对泵的性能有很大影响,随叶片数增加,扬程增加较显著,功率也稍有提高.当增加到一定数量
时,H、η、P则不变化。一般z=24-60。选择叶片数还要考虑叶轮直径及制造方法等。对于闭式叶
轮，叶片在最大半径上的间距与叶片高度之比通常为0.6～1。
y值太小,密封性能差,端面泄漏量大;y太大则加工量大,另外在小流量时,端面容易研磨,有时结构上
也不允许很大.一般y=10～20MM,叶轮直径大者取大值.
=υπQ
4
r--叶轮半径
P--泵压力
k--系数,k=1.12～1.24,n s小者取大值